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Metabolismo microbiano Metabolismo é o conjunto de reações bioquímicas que acorrem dentro de um organismo, das quais são necessárias à vida. Podem ser compreendidas em: · CATABOLISMO: São as reações que degradam ou quebram substâncias orgânicas a fim de gerar e liberar energia (ex. quebra da glicose – Glicólise); · ANABOLISMO: São as reações que tem a necessidade de consumo de energia para fazer a síntese de precursores metabólicos, macromoléculas e estruturas celulares. Portanto são necessários alguns fatores de crescimento para a proliferação dos micro-organismos Fatores de crescimento · FATORES QUÍMICOS: ÁGUA: A água não é um nutriente, mas é totalmente essencial para manutenção da vida e crescimento. · Nutrição das bactérias a partir de substâncias em solução aquosa que passa pela membrana da bactéria; · Regula a pressão osmótica (osmose); · Hidratam e protegem as bactérias que são sensíveis a dessecação. MACRONUTRIENTES: São os elementos encontrados em algumas fontes químicas e compostos orgânicos. MICRONUTRIENTES: São os chamados elementos de TRAÇO e são compostos de enzimas, a maioria deles são essenciais à vida CARBONO: O carbono é a base de todas as moléculas orgânicas. Portanto o carbono é a FONTE DE ENERGIA PRIMÁRIA. Dividida em: · Autotróficas: São os organismos que utilizam o carbono através do gás carbônico para gera energia para a vida, ou seja, geram suas próprias moléculas de carbono. Através da: FOTOSSÍNTESE (luz como fonte primária) QUIMIOSSÍNTESE (fonte de energia obtida através da reação química de compostos orgânicos e inorgânicos); · Heterotróficas: São os organismos que obtém os átomos de carbono através de moléculas orgânicas disponíveis no ambiente onde vivem. · FATORES FÍSICOS TEMPERATURA: A temperatura pode influenciar tanto positivamente ou negativamente no crescimento microbiano. · Temp. MÍNIMA: Ocorre a gelificação da membrana, a membrana para de funcionar e para o transporte de nutrientes portanto a bactéria para de crescer. Não vai ter força PRÓTON MOTIVA; · Temp. ÓTIMA: É a temperatura excelente em que todos os componentes microbianos estão em sua atividade máxima (é a temperatura ideal para o crescimento); · Temp. MÁXIMA: É a temperatura máxima onde o micro-organismo consegue sobreviver, portanto seu crescimento não vai ser excelente. A faixa normal de variação de temperatura varia de 25-40 graus. Os micro-organismos são classificados quanto a sua temperatura em: · Psicrófilos: extremófilos, capazes de se reproduzir abaixo de 0 grau; · Psicrotróficos: temp. ótima em torno de 25 graus mas se multiplicam abaixo de 7 graus; · Mesófilos: temp. ambiente e do organismo – 10 a 40 graus; · Termófilos: membrana rica em lipídeos (gordura) - 40 a 70 graus; · Hipertermófilos: extremófilos, capazes de sobreviver acima de 100 graus. PH: PRESSÃO OSMÓTICA: São os micro-organismos HALÓFILOS, são os que vivem em ambientes hiperosmótico. OXIGÊNIO: O oxigênio pode ser ou não ser necessário para o crescimento microbiano. São classificados em: · AERÓBIOS ESTRITOS: dependem de oxigênio para sua sobrevivência; · ANAERÓBIOS ESTRITOS: não dependem de oxigênio para sua sobrevivência, morrem não presença dele, crescem o mais longe possível de oxigênio; · ANAERÓBIOS FACULTATIVOS: Possuem ser maior crescimento na presença de oxigênio, porém suportam a ausência de oxigênio; · MICROEAEÓFILOS: precisam de oxigênio para sua proliferação, mas não toleram altas concentrações; · ANAERÓBIOS AEREOTOLERANTES: não dependem de oxigênio para a sobrevivência, mas toleram sua presença no meio. Captação de ferro por quelantes As bactérias precisam do ferro como outros nutrientes para se de se desenvolver. A FERRITINA não deixa o ferro disponível para as bactérias e micro-organismos. Portanto os SIDERÓFOROS (quelantes) saem da bactéria para bactéria para capturar o ferro do organismo e voltam para o interior da célula (possuem baixo peso molecular). · Condições ANÓXICAS: Fe+2 (compostos solúveis); · Condições ÓXICAS: Fe+3 (compostos insolúveis). Multiplicação bacteriana Como todas as células as bactérias também se multiplicam para crescerem e formarem as colônias. 1 bactéria mãe vira 2 bactérias filhas idênticas O processo de divisão bacteriana envolve um conjunto de proteínas conhecidas como FTS SE divide em etapas: 1. Ocorre o alongamento da célula e a duplicação do material genético (duplica o material genético antes da divisão completa). 2. Se forma o SEPTO (anel no meio da célula que fecha e divide a célula) se inicia no MESSOSOMO com ajuda das FTS; 3. Divisão completa e finalmente a criação de 2 bactérias idênticas. Fatores que podem interferir na divisão bacteriana são: · Fatores genéticos; · Fatores nutricionais (disponibilidade de nutrientes); · Temperatura (a temperatura ideal vai ter o melhor tempo de crescimento bacteriano. Crescimento exponencial O crescimento exponencial vai depender da disponibilidade nutricional, PH, temperatura, oxigênio. Em média ocorre de 30m à 6hrs, mas o tempo pode variar de acordo com o ambiente e as características morfológicas da bactéria. O crescimento sempre será a BASE 2 0-2-4-6-8-10-12-14-16-18-20-22... Cálculo do Crescimento exponencial N = n. total de células N0 = n. inicial de células n = número de gerações (quantidade de vezes que as células duplicaram) N= T∕G Tempo de geração = g Tempo total de crescimento= T Crescimento POPULACIONAL É uma curva de crescimento que se aplica a população de células e não a células individuais. 1. FASE LAG: é a fase de adaptação no novo meio (temperatura, ph, nutrição, água, ataques do sistema imune) onde não haverá crescimento expressivo na população; 2. FASE LOG: é a fase onde o micro-organismo já se adaptou ao meio e a colônia vai se multiplicar expressivamente (fase de crescimento exponencial na base 2); 3. FASE ESTACIONÁRIA: é a fase onde haverá equilíbrio na população, ou seja, o mesmo numero de perda de células vai ser o mesmo número de células novas. O equilíbrio ocorre por 2 principais motivos. · Disponibilidade de alimento; · Tamanho seguro das colônias. 4. FASE DE MORTE CELULAR: é a fase de morte das células, onde se tem redução expressiva da população das colônias de micro-organismos. Muitas das vezes isso ocorre pela falta de alimento necessário e pelo envelhecimento das células.